java 执行shell命令及日志收集避坑指南作者|唯一浩哥来源|urlify.cn/j

作者 | 唯一浩哥
来源 | urlify.cn/jyMfAn
　有时候我们需要调用系统命令执行一些东西，可能是为了方便，也可能是没有办法必须要调用。涉及执行系统命令的东西，则就不能做跨平台了，这和java语言的初衷是相背的。
废话不多说， java如何执行shell命令？自然是调用java语言类库提供的接口API了。
1. java执行shell的api执行shell命令，可以说系统级的调用，编程语言自然必定会提供相应api操作了。在java中，有两个api供调用：Runtime.exec(), Process API. 简单使用如下：
1.1. Runtime.exec() 实现调用实现如下：
import java.io.InputStream; public class RuntimeExecTest {@Testpublic static void testRuntimeExec() {try {Process process = Runtime.getRuntime().exec("cmd.exe /c dir");process.waitFor();}catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}简单的说就是只有一行调用即可：Runtime.getRuntime().exec("cmd.exe /c dir") ; 看起来非常简洁。
1.2. ProcessBuilder 实现使用ProcessBuilder需要自己操作更多东西，也因此可以自主设置更多东西。（但实际上底层与Runtime是一样的了），用例如下：
public class ProcessBuilderTest {@Testpublic void testProcessBuilder() {ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder();processBuilder.command("ipconfig");//将标准输入流和错误输入流合并，通过标准输入流读取信息processBuilder.redirectErrorStream(true);try {//启动进程Process start = processBuilder.start();//获取输入流InputStream inputStream = start.getInputStream();//转成字符输入流InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream, "gbk");int len = -1;char[] c = new char[1024];StringBuffer outputString = new StringBuffer();//读取进程输入流中的内容while ((len = inputStreamReader.read(c)) != -1) {String s = new String(c, 0, len);outputString.append(s);System.out.print(s);}inputStream.close();}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}看起来是要麻烦些，但实际上是差不多的，只是上一个用例没有处理输出日志而已。但总体来说的 ProcessBuilder 的可控性更强，所以一般使用这个会更自由些。
以下Runtime.exec()的实现：
// java.lang.Runtime#execpublic Process exec(String[] cmdarray, String[] envp, File dir)throws IOException {// 仅为 ProcessBuilder 的一个封装return new ProcessBuilder(cmdarray).environment(envp).directory(dir).start();}2. 调用shell思考事项从上面来看，要调用系统命令，并非难事。那是否就意味着我们可以随便调用现成方案进行处理工作呢？当然不是，我们应当要考虑几个问题？
1. 调用系统命令是进程级别的调用；进程与线程的差别大家懂的，更加重量级，开销更大。在java中，我们更多的是使用多线程进行并发。但如果用于系统调用，那就是进程级并发了，而且外部进程不再受jvm控制，出了问题也就不好玩了。所以，不要随便调用系统命令是个不错的实践。2. 调用系统命令是硬件相关的调用；java语言的思想是一次编写，到处使用。但如果你使用的系统调用，则不好处理了，因为每个系统支持的命令并非完全一样的，你的代码也就会因环境的不一样而表现不一致了。健壮性就下来了，所以，少用为好。3. 内存是否够用？一般我们jvm作为一个独立进程运行，会被分配足够多的内存，以保证运行的顺畅与高效。这时，可能留给系统的空间就不会太多了，而此时再调用系统进程运行业务，则得提前预估下咯。4. 进程何时停止？当我调起一个系统进程之后，我们后续如何操作？比如是异步调用的话，可能就忽略掉结果了。而如果是同步调用的话，则当前线程必须等待进程退出，这样会让我们的业务大大简单化了。因为异步需要考虑的事情往往很多。5. 如何获取进程日志信息？一个shell进程的调用，可能是一个比较耗时的操作，此时应该是只要任何进度，就应该汇报出来，从而避免外部看起来一直没有响应，从而无法判定是死掉了还是在运行中。而外部进程的通信，又不像一个普通io的调用，直接输出结果信息。这往往需要我们通过两个输出流进行捕获。而如何读取这两个输出流数据，就成了我们获取日志信息的关键了。 ProcessBuilder 是使用inputStream 和 errStream 来表示两个输出流, 分别对应操作系统的标准输出流和错误输出流。但这两个流都是阻塞io流，如果处理不当，则会引起系统假死的风险。6. 进程的异常如何捕获？在jvm线程里产生的异常，可以很方便的直接使用try...catch... 捕获，而shell调用的异常呢？它实际上并不能直接抛出异常，我们可以通过进程的返回码来判定是否发生了异常，这些错误码一般会遵循操作系统的错误定义规范，但时如果是我们自己写的shell或者其他同学写的shell就无法保证了。所以，往往除了我们要捕获错误之外，至少要规定0为正确的返回码。其他错误码也尽量不要乱用。其次，我们还应该在发生错误时，能从错误输出流信息中，获取到些许的蛛丝马迹，以便我们可以快速排错。